大功率光耦繼電器又有什么不同？

典型的光耦合器繼電器由以下部分組成：輸入 LED 光耦合到光電二極管陣列 (PDA) 控制電路和用作輸出的兩個(gè)功率 MOSFET 器件。 當(dāng) LED 工作時(shí)，PDA 會(huì)將光轉(zhuǎn)換為電流和電壓來驅(qū)動(dòng)電源輸出上的 MOSFET。

一旦達(dá)到一定的觸發(fā)電流，中間控制電路負(fù)責(zé)安全可靠地導(dǎo)通和關(guān)斷輸出 MOSFET。 MOSFET 依次反向串聯(lián)，可以同時(shí)在直流和交流之間切換。 光耦繼電器的優(yōu)點(diǎn)光耦繼電器完全由半導(dǎo)體材料制成，沒有活動(dòng)部件，因此特別適合需要擔(dān)心封裝尺寸、功耗或運(yùn)行速度的應(yīng)用。

在機(jī)械繼電器中，閉合時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能觸點(diǎn)會(huì)使被操作的觸點(diǎn)彈跳。 這會(huì)導(dǎo)致觸點(diǎn)斷開和典型的電弧現(xiàn)象。 波動(dòng)的接觸電阻和電磁電路可能是噪音。 另一方面，光電繼電器可確保無反彈運(yùn)行且不受電磁干擾 (EMI)。 此外，機(jī)械 EMR 中的部件對(duì)開關(guān)施加了自然的速度限制：閉合觸點(diǎn)需要 2 到 3 毫秒。

另一方面，光耦繼電器不受這些限制-它們可以在1毫秒以下很好地切換。光耦繼電器中沒有運(yùn)動(dòng)部件。繼電器還具有更好的抗沖擊性和抗振動(dòng)性。對(duì)于EMR，限量已經(jīng)達(dá)到30g。雖然光耦繼電器并非完全完好無損，但在中等溫度和額定范圍下工作時(shí)，可靠的開關(guān)幾乎可以無限期地延長(zhǎng)結(jié)溫。同樣，不會(huì)發(fā)生機(jī)械磨損，這進(jìn)一步延長(zhǎng)了光耦繼電器的開關(guān)壽命。這種類型的半導(dǎo)體繼電器的物理特性也允許異常高的隔離電壓高達(dá)5000Vac，而類似的信號(hào)繼電器在2000vac時(shí)達(dá)到其極限。

比如光耦繼電器與之相比不用擔(dān)心最大電弧，開關(guān)電壓提高了EMR的十多倍，從200V提高到2000V以上。 由于它們可以在交流和直流之間切換，因此它們特別靈活。 光耦繼電器還具有以下優(yōu)點(diǎn)：能耗和封裝尺寸。 由于 LED 所需的輸入電流較低，因此標(biāo)準(zhǔn)配置的功耗約為 10mW。 功率小于5mW的特別敏感的產(chǎn)品也可用于指定應(yīng)用。 雖然 EMR 只出現(xiàn)在 DIP 中，但光耦繼電器可以減少到 VSSOP 甚至 TSON 封裝以實(shí)現(xiàn)低電流器件——這在板空間有限的情況下是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。

這種具有增加的耗盡區(qū)的pin 型PDA 降低了pn 結(jié)的電容。 因此，它可以以比標(biāo)準(zhǔn) pn 二極管更大的電流產(chǎn)生相同數(shù)量的光。 在發(fā)生飽和之前，電流與光的入射呈線性關(guān)系。 但是，需要幾個(gè)光電二極管才能達(dá)到 MOSFET 柵極的閾值電壓。 在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的光耦繼電器中，15 個(gè)單節(jié)電池（每個(gè) 1mm×1mm）組合成一個(gè)單元，8V 和 2 個(gè)完全導(dǎo)通。 .5μAMOSFET。 控制電路 光耦繼電器內(nèi)部控制電路的主要功能繼電器是避免輸出MOSFET處于中間或線性工作狀態(tài)，并盡可能模仿兩個(gè)EMR的運(yùn)行狀態(tài)。

控制電路包括一個(gè)并聯(lián)的常開晶體管（驅(qū)動(dòng)晶體管），用于輸出 MOSFET 的柵漏電容。 電阻與常開 MOSFET 的柵極晶體管串聯(lián)。 使用這種配置，柵極電壓在積累足夠的電流達(dá)到飽和之前不會(huì)達(dá)到閾值，并且只有當(dāng) LED 輸入電流達(dá)到一定水平（LED 輸入電流）時(shí)才會(huì)切換 MOSFET。 一個(gè)常數(shù)向輸出 MOSFET 的柵極施加 7.5V 的電壓以保持它們飽和。 一旦 PDA 不再產(chǎn)生電流，晶體管將返回導(dǎo)通狀態(tài)，迅速降低柵極電壓并在不到一毫秒的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉 MOSFET。